專利名稱：輔助變流器控制單元的試驗平臺系統及試驗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種輔助變流器控制單元的試驗平臺系統及試驗方法，屬于高速鐵路技術領域。
背景技術：
輔助變流器是用于對高速動車組上的空壓機、油泵、風機等輔助設備進行供電的設備，輔助變流器控制單元是用于對輔助變流器進行整流控制、逆變控制等控制操作的部件。現有技術對輔助變流器控制單元的邏輯進行分析與開發(fā)時需要對輔助變流器的整機進行通電加載，需要提供3000V的直流電源、160kW的三相交流負載、輔助變流器以及適配器，因此，這種分析與開發(fā)方法存在占用硬件資源多、操作繁瑣、能耗大、占地多等缺點，不利于輔助變流器控制單元的分析與開發(fā)。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種輔助變流器控制單元的試驗平臺系統及試驗方法，用以實現對輔助變流器控制單元的邏輯進行分析與開發(fā)。本發(fā)明一方面提供一種輔助變流器控制單元的試驗平臺系統，其中至少包括數據采集卡、工控機和監(jiān)控模塊，其中所述數據采集卡用于從所述輔助變流器控制單元獲取數字開關量信號，并將來自于工控機的控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元，使所述輔助變流器控制單元在該控制信號控制下運行；所述工控機用于根據來自于數據采集卡的所述數字開關量信號產生控制信號傳送給數據采集卡；監(jiān)控模塊，通過MVB總線與所述輔助變流器控制單元相連，用于通過MVB總線對所述輔助變流器控制單元的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。本發(fā)明另一方面提供一種輔助變流器控制單元的試驗方法，其中至少包括數據采集卡從輔助變流器控制單元獲取數字開關量信號；工控機根據所述數字開關量信號產生控制信號；所述數據采集卡將所述控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元，使所述輔助變流器控制單元在該控制信號控制下運行；監(jiān)控模塊通過MVB總線對所述輔助變流器控制單元的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。本發(fā)明通過由工控機發(fā)出控制信號，以信號模擬的方式實現了對輔助變流器控制單元的模擬試驗，無需對輔助變流器的整機進行通電加載，具有占用硬件資源少、操作簡便、能耗低、占地小等優(yōu)點。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明所述輔助變流器控制單元的試驗平臺系統實施例一的結構圖；圖2為本發(fā)明所述輔助變流器控制單元的試驗平臺系統實施例二的結構圖；圖3為本發(fā)明所述輔助變流器控制單元的試驗方法實施例的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。圖1為本發(fā)明所述輔助變流器控制單元的試驗平臺系統實施例一的結構圖，該系統與輔助變流器控制單元相連，其中至少包括數據采集卡10、工控機20和監(jiān)控模塊30，其工作原理如下由數據采集卡10從輔助變流器控制單元獲取數字開關量信號，該數字開關量信號是所述輔助變流器控制單元中表明信號有無的參數信息。工控機20根據來自于數據采集卡10的所述數字開關量信號產生控制信號傳送給數據采集卡10，其中，所述控制信號是用于對輔助變流器控制單元進行模擬試驗而生成的信號，具體可以通過運行參數給定程序實現控制信號的生成。其中，所述參數給定程序以LabVIEW7. 0開發(fā)軟件為平臺，該軟件是美國國家儀器 (簡稱NI)公司推出的一個圖形化軟件開發(fā)環(huán)境。該軟件在虛擬儀器編程方面有較強的優(yōu)勢，利用該軟件可以縮短軟件開發(fā)周期，提高開發(fā)效率，尤其在信號處理和測試有著較強的處理能力。參數給定程序的開發(fā)主要包括直流信號的輸出、三相交流信號的輸出、開關量的輸入和輸出、波形的模擬顯示和一些邏輯關系的實現。其中以三相交流信號的輸出為核心， 在三相交流信號功能組中要實現幅值、頻率和相位的實時可調，從而具有較高的實時性。此后，所述數據采集卡10將來自于工控機20的控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元，使所述輔助變流器控制單元在該控制信號控制下運行，實現由所述控制信號設定的用于分析與開發(fā)的控制邏輯。在運行過程中，由監(jiān)控模塊30通過多功能車輛總線 (Multifunction Vehicle Bus，簡稱MV^對所述輔助變流器控制單元的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，以便實時獲知行狀態(tài)，達到試驗的目的。其中，所述監(jiān)控模塊30通過MVB總線與所述輔助變流器控制單元相連，該MVB總線是列車通信網絡(Train Communication Network，簡稱TCN)的一部分，用于對有互操作性和互換性要求的互連設備之間實現串行數據通信。具體地，在所述監(jiān)控模塊30中可以運行MVB模擬程序，該MVB模擬程序主要完成模擬列車中央控制單元(CCU)與輔助變流器控制單元間的MVB數據交換及CCU內關于輔助變流器控制邏輯的功能。該MVB模擬程序運行于PC/104主機的視窗XP操作系統中，通過PC/104接口控制MVB。該MVB模擬程序可以采用Qt圖形用戶界面(Graphical User hterface，簡稱⑶I)框架及C++語言編寫，由于Qt⑶I框架具有良好的跨平臺性能，因此該MVB模擬程序不但能夠運用于PC/104的視窗操作系統平臺，同時也方便將來在嵌入式系統等平臺上的擴展。本實施例所述系統通過由工控機發(fā)出控制信號，以信號模擬的方式實現了對輔助變流器控制單元的模擬試驗，無需對輔助變流器的整機進行通電加載，具有占用硬件資源少、操作簡便、能耗低、占地小等優(yōu)點。圖2為本發(fā)明所述輔助變流器控制單元的試驗平臺系統實施例二的結構圖，如圖所示，該系統在圖1所示基礎上進一步包括數字量輸入板40，用于直接從輔助變流器控制單元采集數字開關量信號并進行匹配變換后傳送給所述數據采集卡10，使數據采集卡10獲得所需的數字開關量信號。由于數據采集卡10能夠處理的信號格式與直接從輔助變流器控制單元采集到的信號格式有可能不同，因此，可以通過該數字量輸入板40實現對信號格式的匹配變換。在上述實施例中，由工控機20生成并傳送給數據采集卡10的控制信號可能既包含數字控制信號也包含模擬控制信號，因此可以進一步通過設置如下模塊進行相應處理。信號調理模塊70，用于將來自于數據采集卡10的所述控制信號中的模擬控制信號進行調理后傳送給所述輔助變流器控制單元。如圖所示，該信號調理模塊70具體可以由 24V電源供電，可以將0 5V的模擬控制信號調理后變?yōu)橄鄳碾娏餍盘杺魉徒o輔助變流器控制單元。通過增設該信號調理模塊70，可以實現通過模擬控制信號對輔助變流器控制單元的控制。數字量輸出板50，用于將來自于數據采集卡10的所述控制信號中的強數字信號進行匹配變換后傳送給所述輔助變流器控制單元，并將所述控制信號中的弱數字信號進行匹配變換后傳送給繼電器60。其中，所述強數字信號是指能量值較高的數字信號，經信號格式的匹配變換后可以直接用于控制輔助變流器控制單元；所述弱數字信號是指能量值較低的數字信號，經信號格式的匹配變換后也不能直接用于控制輔助變流器控制單元，因此要先傳送給繼電器60。具體地，所述強數字信號和弱數字信號可以通過設置門限值來區(qū)分，該門限值可以根據控制輔助變流器控制單元的特性進行設定，此處不做限制。如圖所示，所述繼電器60由IlOV電源供電，通過該繼電器60將來自于數字量輸出板50的經匹配變換后的弱數字控制信號進行數字放大后傳送給所述輔助變流器控制單元，以便實現對輔助變流器控制單元的控制。其中的IlOV電源也可以同時為輔助變流器控制單元供電。通過增設上述數字量輸出板50和繼電器60，可以實現數字控制信號對輔助變流器控制單元的控制。另外，如圖2所示，該系統還可以進一步包括維護模塊80，通過RS-232總線與所述輔助變流器控制單元相連，用于通過RS-232總線對所述輔助變流器控制單元進行維護。 具體可以采用可視化Sibmon軟件是對輔助變流器控制單元進行故障診斷等維護操作。其中，該可視化Sibmon軟件是輔助變流器上位機應用軟件，利用該軟件可以實現對輔助變流器控制單元的診斷等維護操作。通過增設上述維護模塊80，可以實現對輔助變流器控制單元的維護操作。圖3為本發(fā)明所述輔助變流器控制單元的試驗方法實施例的流程圖，該方由上述輔助變流器控制單元的試驗平臺系統實現，如圖所示，該方法包括步驟110，數據采集卡10從輔助變流器控制單元獲取數字開關量信號。其中，所述數字開關量信號是所述輔助變流器控制單元中表明信號有無的參數信肩、ο步驟120，工控機20根據所述數字開關量信號產生控制信號。其中，所述控制信號中可以包括數字控制信號和模擬控制信號，分別傳送給所述輔助變流器控制單元。針對所述模擬控制信號，可以在傳送給所述輔助變流器控制單元之前，由信號調理模塊70將該模擬控制信號進行調理，使其滿足對輔助變流器控制單元的控制要求；針對所述數字控制信號，可以在傳送給所述輔助變流器控制單元之前，由數字量輸出板50將該數字控制信號中的強數字信號進行匹配變換，并由數字量輸出板50將該數字控制信號中的弱數字信號進行匹配變換后由繼電器60進行數字放大，使其滿足對輔助變流器控制單元的控制要求。步驟130，所述數據采集卡10將所述控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元， 使所述輔助變流器控制單元在該控制信號控制下運行。
通過該步驟，可以使所述輔助變流器控制單元實現由所述控制信號設定的用于分析與開發(fā)的控制邏輯。步驟140，監(jiān)控模塊30通過MVB總線對所述輔助變流器控制單元的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。具體地，該監(jiān)控過程可以通過運行上述MVB模擬程序實現。另外，本方法中還可以由維護模塊80通過RS-232總線對所述輔助變流器控制單元進行故障診斷等維護操作。具體可以通過采用上述可視化Sibmon軟件實現。本實施例所述方法通過發(fā)出控制信號，以信號模擬的方式實現了對輔助變流器控制單元的模擬試驗，無需對輔助變流器的整機進行通電加載，具有占用硬件資源少、操作簡便、能耗低、占地小等優(yōu)點。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種輔助變流器控制單元的試驗方法，其特征在于，包括數據采集卡從輔助變流器控制單元獲取數字開關量信號；工控機根據所述數字開關量信號產生控制信號；所述數據采集卡將所述控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元，使所述輔助變流器控制單元在該控制信號控制下運行；監(jiān)控模塊通過MVB總線對所述輔助變流器控制單元的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述數據采集卡將所述控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元包括所述數據采集卡將所述控制信號中的數字控制信號和模擬控制信號分別傳送給所述輔助變流器控制單元。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述數據采集卡將所述模擬控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元之前還包括由信號調理模塊將所述模擬控制信號進行調理。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述數據采集卡將所述數字控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元之前還包括由數字量輸出板將所述數字控制信號中強度大于預設門限值的強數字信號進行匹配變換，并由數字量輸出板將所述數字控制信號中強度小于預設門限值的弱數字信號進行匹配變換后由繼電器進行數字放大。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括由維護模塊通過RS-232總線對所述輔助變流器控制單元進行維護。
6.一種輔助變流器控制單元的試驗平臺系統，與輔助變流器控制單元相連，其特征在于，該試驗平臺系統包括數據采集卡、工控機和監(jiān)控模塊，其中所述數據采集卡用于從所述輔助變流器控制單元獲取數字開關量信號，并將來自于工控機的控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元，使所述輔助變流器控制單元在該控制信號控制下運行；所述工控機用于根據來自于數據采集卡的所述數字開關量信號產生控制信號傳送給數據采集卡；監(jiān)控模塊，通過MVB總線與所述輔助變流器控制單元相連，用于通過MVB總線對所述輔助變流器控制單元的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，還包括數字量輸入板，用于直接從輔助變流器控制單元采集數字開關量信號并進行匹配變換后傳送給所述數據采集卡。
8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，還包括信號調理模塊，用于將來自于數據采集卡的所述控制信號中的模擬控制信號進行調理后傳送給所述輔助變流器控制單元。
9.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，還包括數字量輸出板，用于將來自于數據采集卡的所述控制信號中的強數字信號進行匹配變換后傳送給所述輔助變流器控制單元，并將所述控制信號中的弱數字信號進行匹配變換后傳送給繼電器；繼電器，用于將來自于數字量輸出板的經匹配變換后的弱數字控制信號進行數字放大后傳送給所述輔助變流器控制單元。
10.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，還包括維護模塊，通過RS-232總線與所述輔助變流器控制單元相連，用于通過RS-232總線對所述輔助變流器控制單元進行維護。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輔助變流器控制單元的試驗平臺系統及試驗方法，其中方法包括數據采集卡從輔助變流器控制單元獲取數字開關量信號；工控機根據所述數字開關量信號產生控制信號；所述數據采集卡將所述控制信號傳送給所述輔助變流器控制單元，使所述輔助變流器控制單元在該控制信號控制下運行；監(jiān)控模塊通過MVB總線對所述輔助變流器控制單元的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。本發(fā)明通過由工控機發(fā)出控制信號，以信號模擬的方式實現了對輔助變流器控制單元的模擬試驗，無需對輔助變流器的整機進行通電加載，具有占用硬件資源少、操作簡便、能耗低、占地小等優(yōu)點。
文檔編號G05B23/02GK102393729SQ201110285609
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權日2011年9月23日
發(fā)明者劉東輝, 劉偉志, 姚文革, 王永翔, 陶元之 申請人:中國鐵道科學研究院機車車輛研究所, 北京縱橫機電技術開發(fā)公司, 鐵道部運輸局